JP6195900B2 - 仮想化環境においてバーチャルマシンのライブマイグレーションをサポートするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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本発明は、一般にコンピュータシステムに関し、特にコンピュータシステム仮想化をサポートすることに関する。
より大きなクラウドコンピューティングアーキテクチャが導入されるにつれて、従来のネットワークおよびストレージに関連付けられる性能および管理上のボトルネックが重要な問題になっている。インフィニバンド(InfiniBand(IB))技術は、クラウドコンピューティングファブリックの基礎として、展開が増加している。これは、本発明の実施例が対応することが意図される一般的な領域である。
本願明細書では、ネットワークにおいてバーチャルマシンライブマイグレーションをサポートするためのシステムおよび方法が記載される。仮想スイッチは、複数の仮想機能(virtual function(VF))に関連付けられ得、各仮想機能(VF)は、別個の仮想インターフェイス(virtual interface(VI))スペースに関連付けられる。上記の仮想機能(VF)が付与される少なくとも1つのバーチャルマシンは、たとえばインフィニバンド(IB)アーキテクチャにおけるキューペア(queue pair(QP))といった仮想インターフェイス(VI)に関連付けられ得る。さらに、上記少なくとも1つのバーチャルマシンは、上記仮想機能(VF)が付与された状態で第1のホストから第2のホストにライブマイグレーションを行なうよう動作する。
本発明は、限定目的ではなく例示目的で、添付の図面の図において示される。当該図面においては、同様の参照符号が同様の要素を示す。なお、この開示における「ある」、「1つ」または「いくつか」の実施例への参照は、必ずしも同じ実施例に対してなされるものではなく、このような参照は、少なくとも1つの実施例を意味する。
IBアーキテクチャはシリアル・ポイント・ツー・ポイント全二重技術である。IBネットワークは、サブネットとも称され得る。サブネットは、スイッチとポイント・ツー・ポイントリンクとを使用して相互接続されるホストのセットからなる。IBサブネットは、サブネットにおけるすべてのスイッチ、ルータおよびホストチャネルアダプタ(HCA)のコンフィギュレーションを含み、ネットワークを初期化および起動することを担う、少なくとも1つのサブネットマネージャ(subnet manager(SM))を含み得る。
I/O仮想化(I/O Virtualization(IOV))は、存在する物理リソースにVMがアクセスすることを可能にすることによって、I/Oの可用性を提供し得る。ストレージトラフィックおよびサーバ間通信の組合せによって、単一のサーバのI/Oリソースを圧倒し得るような増加した負荷が課され、これにより、データを待っている際に、バックログおよびアイドル状態になるプロセッサが引き起こされる。I/O要求の数の増加により、IOVは可用性を提供し得るとともに、現代のCPU仮想化において見られる性能のレベルに合致するよう、(仮想化された)I/Oリソースの性能、スケーラビリティおよびフレキシビリティを向上し得る。
本発明の実施例に従って、ハードウェアソリューションは、アプリケーショントランスペアレントな態様で、フレキシブルで高性能かつスケーラブルな仮想化されたIOアーキテクチャに基づき、物理サーバ同士間でのバーチャルマシン(VM)のライブマイグレーションをサポートし得る。さらに、ハードウェアソリューションは、マイグレーションのトランスペアレンシーを増加し得、IBとSR−IOVとの間の相互運用性を改善し得る。さらに、当該システムは、仮想インターフェイスアーキテクチャ(virtual interface architecture(VIA))およびミリネット(Myrinet)のような他の高速ロスレスネットワーキング技術に適用可能であり得る。
本発明の実施例に従うと、仮想インターフェイスアーキテクチャ(VIA)ハードウェアは、各VFから作り出されたVIを区別するよう、PCI仮想スイッチを統合し得る。仮想スイッチの後ろでは、複数の独立した仮想エンドポイントがネットワークマネージャによって発見可能であり得る。
図2は、本発明の実施例に従った、仮想インターフェイス(VI)に関連付けられる異なる状態の図を示す。図2に示されるように、VIのライフサイクルは、アイドル状態201、ペンディング接続状態202、接続済状態203、エラー状態204および中断状態205といった複数の状態を含み得る。
図4は、本発明の実施例に従った、ネットワークおよびルーティングの観点からのバーチャルマシン(VM)のライブマイグレーションの図を示す。図4に示されるように、仮想化環境400は、たとえばvHCA A−C401−403といった複数のvHCAを含み得る。vHCA A−C401−403の各々は、仮想化についてトランスピアレンシーを提供し得る完全なIBエンドポイントとして機能し得る。
図5は、本発明の実施例に従った、バーチャルマシン(VM)ライブマイグレーションの前の仮想化環境の図を示す。図5に示されるように、IBネットワーク500は、たとえばホストA−B501−502といった複数のホストを含み得る。ホストA501は、HCA517を使用するVMM A515を含み、たとえばDomU 513といったゲストドメインを管理する特権ドメイン(または管理ドメイン)であるDom0 511をサポートし得る。さらに、ホストB502は、HCA 518を使用するVMM B516を含み、DomU 514を管理するDom0 512をサポートし得る。
図8は、本発明の実施例に従った、インフィニバンドアーキテクチャ(IBA)ネットワークデバイスの図を示す。図8に示されるように、インフィニバンドアーキテクチャ(IBA)ネットワークデバイス800は、ハードウェアレイヤー810、バーチャルマシンモニタ820、およびたとえばVM801−802といった1つ以上のバーチャルマシンを含み得る。VM801は、カーネル807およびユーザライブラリ837に基づき、固定されたメモリ805に関連付けられるアプリケーション803をサポートし得る。VM802は、カーネルエージェント808およびユーザライブラリ838に基づき、固定されたメモリ806に関連付けられるアプリケーション804をサポートし得る。
本発明の実施例に従うと、システムは、ピア同士の間の通信をサポートするための特別のヘッダ情報および/または非送信請求(non-solicited)メッセージを使用し得る。システムは、リモートピア同士間の休止動作を行なうことなくVMライブマイグレーションが開始されることを可能にする。さらに、システムは、リモートピアがマイグレーションに関して学習すること、および非同期イベントドリブンの態様で中断状態に入ることを可能にする。
本発明の実施例に従うと、レイヤー3(L3)アドレスの一部であるVMに関連付けられる仮想GUIDが、ライブマイグレーションを通じて保存され得、仮想GUIDが、ピアに通信する観点と、サブネットマネージャの観点とから一意にVMを識別するよう使用され得る。
Claims (12)
- ネットワークにおいてバーチャルマシンライブマイグレーションをサポートするためのシステムであって、
1つ以上のマイクロプロセッサと、
前記1つ以上のマイクロプロセッサ上で実行される仮想スイッチとを含み、前記仮想スイッチは複数の仮想機能(VF)に関連付けられており、前記仮想機能(VF)の各々は別個の仮想インターフェイス(VI)スペースに関連付けられ、前記システムはさらに、
仮想インターフェイス(VI)に関連付けられる前記仮想機能(VF)が付与される少なくとも1つのバーチャルマシンを含み、前記少なくとも1つのバーチャルマシンは、第1のホストから第2のホストにライブマイグレーションを行なうよう動作する、システム。 - 前記少なくとも1つのバーチャルマシンを管理する少なくとも1つのバーチャルマシンモニタをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記仮想インターフェイス(VI)は、マイグレーションの後で再使用可能である1つ以上のQP属性が関連付けられるキューペア(QP)である、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記1つ以上のQP属性は、入出力メモリ管理ユニット(IOMMU)によって変換されるIO仮想メモリを介してアクセス可能なメモリ領域に格納される、請求項3に記載のシステム。
- 前記仮想インターフェイス(VI)は、マイグレーションの間に前記QPを休止するよう進行中の通信を一時的に停止する中断状態に入るよう動作する、請求項3または4に記載のシステム。
- LIDおよびvGUIDに基づき前記複数の仮想機能(VF)を発見可能であるネットワークマネージャをさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ネットワークマネージャは、マイグレーションの後、前記LIDの再構成を反映するためにルーティングテーブルを更新するよう動作する、請求項6に記載のシステム。
- 前記ネットワークマネージャは、vHCA同士の間でルーティングを行なうようvGUIDをLIDに組み合わせるよう動作する、請求項6に記載のシステム。
- 前記仮想インターフェイス(VI)は、ストップ・アンド・コピーステージにて中断され、前記バーチャルマシンライブマイグレーションはメモリにおいてダーティページを同期させることにより行われる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のシステム。
- 1つ以上のリモートダイレクトメモリアクセス(RDMA)動作が、前記バーチャルマシンライブマイグレーションを行なうよう用いられる、請求項9に記載のシステム。
- ネットワークにおいてバーチャルマシンライブマイグレーションをサポートするための方法であって、
仮想スイッチを複数の仮想機能(VF)に関連付けるステップを含み、前記仮想機能(VF)の各々は別個のキューペア(QP)スペースに関連付けられており、前記方法はさらに、
前記仮想機能(VF)を少なくとも1つのバーチャルマシンに付与するステップを含み、前記仮想機能(VF)は仮想インターフェイス(VI)に関連付けられており、前記方法はさらに、
前記少なくとも1つのバーチャルマシンを介して第1のホストから第2のホストにライブマイグレーションを行なうステップを含む、方法。 - コンピュータ読取可能なプログラムであって、実行されると、システムに、
仮想スイッチを複数の仮想機能(VF)に関連付けるステップを実行させ、前記仮想機能(VF)の各々は別個のキューペア(QP)スペースに関連付けられており、さらに、
前記仮想機能(VF)を少なくとも1つのバーチャルマシンに付与するステップを実行させ、前記仮想機能(VF)は仮想インターフェイス(VI)に関連付けられており、さらに、
前記少なくとも1つのバーチャルマシンを介して第1のホストから第2のホストにライブマイグレーションを行なうステップを実行させる、コンピュータ読取可能なプログラム。
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